АППАРАТЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Конструкция электрофильтров

В зависимости от формы осадительных электродов электрофильтры делят на две группы:

1) трубчатые и 2) пластинчатые.

В трубчатых электрофильтрах в качестве осадительных электродов применяют круглые или шестигранные металлические трубы, а корони- рующими электродами служат проволоки, натянутые по оси труб.

Трубы имеют диаметр 150—300 мм и длину 3000—4000 мм. Очистку нейтральных газов проводят в фильтрах со стальными трубами, а кислых газов—со свинцовыми.

Принципиальная схема трубчатого электрофильтра приведена на рис. 113. Газ, подлежащий очистке, входит в камеру фильтра снизу по газоходу 1, проходит вверх через электриче­ское поле в трубчатых осадительных электродах 2 и выходит через газоход 3. Помещенные по оси труб коронирующие электроды 4 из проволоки диаметром 1,5—2 мм подвешены на общей раме 5, опирающейся на изоляторы 6\ во избежание загрязнения изоляторы установлены в боко­вых коробках 7. Пыль осаждается на внутрен­них стенках труб, стряхивается действием удар­ного приспособления 8 и падает в коническое днище 9.

Для лучшего осаждения частиц целесооб­разно было бы пропускать газ через трубы сверху вниз, но на практике предпочитают вводить газ снизу, так как в этом случае он попадает к ме­сту, где установлены изоляторы уже очищенным и таким образом предотвращается их загрязнение. В многосекционных электрофильтрах, где газ проходит последовательно через несколько сек­ций, он движется в трубах секций попеременно снизу вверх и сверху вниз.

В пластинчатых электрофильтрах в каче­стве осадительных электродов используется ряд параллельных поверхностей; между ними под­вешены коронирующие провода. Осадительные электроды изготовляют из гладких (иногда вол­нистых) металлических листов, а также сеток или прутков, натянутых на рамы и подвешенных близко друг к другу.

Пластинчатые электрофильтры изготовляют вертикальными и гори­зонтальными. Высота осадительных электродов в вертикальных электро­фильтрах 4000 мм, а в горизонтальных 2500 мм.

На рис. 114 приведена схема вертикального пластинчатого элек­трофильтра. Газ поступает в камеру 1 через газоход 2, огибает пере­городку камеры, проходит снизу вверх между пластинчатыми осадитель - ными электродами 3 в поле коронирующих электродов 4 и удаляется через газоход 5. Электроды свободно подвешены к верхней части ка­меры. Осевшая на пластинах осадительных электродов пыль при встря­хивании электродов ссыпается в нижнюю часть камеры и удаляется из нее.

Решающими факторами выбора конструкции электрофильтра являются: свойства очищаемого газа (его температура, влажность, хими­ческий состав), свойства дисперсной фазы, находящейся в газе (дисперс-

13 д. Г. Касаткин.

Ность, электропроводность, концентрация), заданная полнота очистки газа и т. д.

В трубчатых электрофильтрах по сравнению с пластинчатыми создается более эффективное электрическое поле и лучшее распределе­ние газа, что позволяет улучшить очистку или увеличить скорость про­текания газа, т. е. увеличить производительность аппарата. Недостат­ками трубчатых электрофильтров являются: сложность монтажа, труд­ность встряхивания коронирующих электродов и возможное их раскачи­вание. Расход энергии на единицу длины проводов в трубчатом электро­фильтре больше, чем в пластинчатом.

Трубчатые электрофильтры используют в тех случаях, когда усло­вия осаждения затруднены специфическими свойствами пыли или газа,

Когда требуется достаточно полная очистка газа или не надо отряхивать электроды, например, при осаждении жидкостей из туманов.

Преимуществами пластинчатых электрофиль­тров являются: простота монтажа, удобство встряхивания электродов и возможность повыше­ния (до известной степени) производительности j камеры без увеличения ее размеров.

Электрофильтры можно по назначению раз­делить на две большие группы:

1) сухие электрофильтры;

2) мокрые электрофильтры. Различают сухие электрофильтры для улав­ливания непроводящей пыли и для улавлива­ния проводящей пыли, и сухие электрофильтры для очистки горячих газов. Мокрые электрофиль­тры делятся на электрофильтры для осаждения кислотных туманов и для осаждения смол.

Рассмотрим некоторые конструкции электро­фильтров, применяемых в химической промышлен­ности.

На рис. 115 показан вертикальный пластинчатый двухкамерный электро­фильтр типа ХК-45 для очистки сернистого газа от огарковой пыли. Камеры 1 электрофильтра образованы из кирпича, а сборники 6 для пыли изготовлены из железобетона и футерованы из­нутри кислотоупорным кирпичом.

Осадительные электроды 2 представляют собой пластины (сетки) из стальной проволоки толщиной 3 мм, подвешенные на расстоянии 250 мм друг от друга. Коронирующие электроды 8 изготовлены из нихро - мовой или фехралевой проволоки диаметром 2 мм и натянуты (через 200 мм друг от друга) между верхней рамой 12 и нижней рамой 11\ рамы соединены тягами. Обе рамы подвешены при помощи тяги и траверсы на наружных фарфоровых изоляторах. Встряхивание электродов произ­водят вручную с помощью специального молоткового устройства, причем коронирующие электроды встряхиваются после выключения тока через каждые два часа ударами по раме 12.

Газ, подлежащий очистке, поступает по газоходу 3 в камеру 4, откуда через распределительные решетки 7 проходит в две параллельно включенные камеры электрофильтра.

V-s Решетки 7 служат для распределения газа по всему сечению аппа­рата. Для очищения от пыли они сделаны поворотными.

/—вертикальная камера; 2—осадительные электроды; 3—входной газоход; 4, 10—ка­меры; 5—клапан; б—пылесборник; 7—рас­пределительная fрешетка; в—коронирую­щие электроды; 9—выходной газоход; //. 12— рамы.

Пройдя через электрическое поле высокого напряжения и через затворы, аналогичные установленным на входе, газ попадает в камеру 10, откуда удаляется в выходной газоход 9.

Под выходными колокольными затворами установлены дроссель­ные затворы, которыми перекрывают поступление газа на время встряхи­вания электродов.

Пыль падает в сборники, откуда периодически выгружается.

При помощи таких электрофильтров, работающих на очистке печ­ных газов сернокислотного производства, достигается снижение запы­ленности газа до 0,2 г/л*3 (при скорости газа 0,7 м/сек).

Горизонтальный пластинчатый электрофильтр (рис. 116) применяют для улавливания пыли из газов с температурой 400—450°. Электроды для предотвращения их коробления выполнены из стальных прутков диаметром 8 мм; подвешиваются они близко друг от друга.

В отличие от аппаратов ХК-45, отряхивание коронирующих элек­тродов в этом электрофильтре производят под током, причем отряхива­ние электродов и распределительной решетки происходит автоматически.

Вследствие горизонтального направления потока газов и последо­вательного прохождения им трех электрических полей (в трех камерах электрофильтра) достигается. высокая степень очистки газа.

В производстве серной кислоты контактным способом для полной очистки газов от тумана и тонкодисперсной пыли (главным образом мышьяка и селена) применяют мокрые электрофильтры.

Обычно два электрофильтра устанавливают один за другим, при­чем газ после первого электрофильтра увлажняется в промежуточной башне, охлаждаемой слабой серной кислотой. Конденсация влаги на пылинках способствует полноте осаждения во втором электрофильтре.

На рис. 117 изображен мокрый электрофильтр типа М-134. Ап­парат состоит из двух самостоятельных секций. Свинцовая камера 1 электрофильтра заключена в стальной каркас 2. Осадительные электроды 3
выполнены в виде двух пакетов для отдельных секций шестигранных свинцовых труб, которые припаяны к освинцованной трубной решетке 4, опирающейся на пояс каркаса. Коронирующие электроды 5 из освинцо-

Рис. 117. Мокрый электрофильтр М-134:

/—камера: 2—каркас; 3—осадительный электрод; 4—трубная решетка; 5—коронирующие электроды; 6. в—рамы; 7—коробка изоляторов; 9—распределительная решетка.

Ванной проволоки круглого или звездообразного сечения (диаметр 3,5 мм; длина 4,4 м) подвешены к раме 6, которая при помощи тяги свободно крепится к траверсе, установленной на изоляторах. Изоляторы заклю­чены в коробку 7, снабженную для герметизации тяг масляным затво­ром; для того чтобы защитить изоляторы от пробоя при конденсации сернокислотного тумана, нижняя часть коробки обогревается. Натяжение и центрирование коронирующих электродов выполняется с помощью нижней рамы 8.

Газ поступает в аппарат снизу и преходит освинцованную распреде­лительную решетку 9, на которой для лучшего распределения газа уло­жен слой керамических колец (размером 50х 50 мм) общей высотой 500 мм. Затем газ поступает в шестигранные трубы и уходит через выхлопной газоход.

В этих аппаратах скорость газа больше, чем в пластинчатых свин­цовых электрофильтрах, и достигает 0,8—1 м/сек. Нормальная темпера­тура газа в электрофильтре 30—40°, максимально допустимая темпера­тура 90°.

Для мокрой электрической очистки газа от кислых туманов, на­пример при концентрировании серной кислоты, применяют электрофиль­тры, которые могут работать при рабочих температурах около 160°.

Мокрый электрофильтр типа К-144 (рис. 118) имеет прямоугольную камеру /, выполненную из природного кислотоупорного камня (бештаунита или кислотоупорного андезита). Камера разделена на две одинаковые секции продольной перегородкой; для каждой секции камеры предусмотрены раздельный вход газа и раздельное питание током высокого напряжения.

В аппарате используются осадительные электроды 2, изготовленные из двух половин ферросилидовых или графитоугольных труб; трубы подвешены непосредственно к сводам камеры. Ферросилидовые трубы имеют диаметр 250—290 мм и высоту 4000 мм\ они более прочны, чем гр афитоу гол ь ные.

Коронирующие электроды 3 подвешиваются к балке 4, которая в свою очередь висит на гирляндах изоляторов, отделенных от камеры масляными затворами. Затворы могут работать без заливки маслом, если создать естественный подсос воздуха через отверстия в изоляторной коробке 5. Крышка электрофильтра выполнена в виде свода из кирпича или ферросилида.

Для того чтобы кислотный туман не конденсировался на изолято­рах при пуске электрофильтра, в коробку изоляторов в этот период вен­тилятором 6 вдувается воздух.